- 椭圆
- 共5181题
在平面直角坐标系xOy中,已知△ABC的顶点A,B的坐标分别为A(-3,0),B(3,0),△ABC的周长为16,
(Ⅰ)求顶点C的轨迹方程;
(Ⅱ)过点A作直线,与(Ⅰ)中的曲线交于M,N两点,试判断是否存在最小值,若存在,求出最小值;若不存在,请说明理由。
正确答案
解:(Ⅰ)∵|CA|+|CB|=10为定值,
所以C点的轨迹是以A,B为焦点的椭圆,焦距2c=6,
设椭圆为方程,且2a=10,
易得a=5,c=3,b=4,
所以C点的轨迹方程为。
(Ⅱ)设M(x1,y1),N(x2,y2),
当直线MN的倾斜角不为90°时,设其方程为y=k(x+3)(k≠0),
代入椭圆方程化简,得,
显然有,
又,
同理,
所以
,
只要考虑的最小值,即考虑
取最小值,
而k≠0,所以上式无最小值,
显然k=0时,取最小值16;
当直线MN的倾斜角为90°时,x1=x2=-3,
得;
∴的最小值不存在。
已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,长轴长是短轴长的倍且经过点
。
(1)求椭圆C的方程;
(2)过圆O:上的任意一点作圆的一条切线交椭圆C于A、B两点,
①求证:OA⊥OB;
②求|AB|的取值范围。
正确答案
解:(1)设椭圆C的方程为
∵长轴长是短轴长的倍
∴椭圆方程为
∵在椭圆C上
∴椭圆C的方程为。
(2)①当切线l的斜率不存在时切线方程为
与椭圆的两个交点为
或
满足
当切线l斜率存在时,可设l的方程为y=kx+m
解方程组
得x2+2(kx+m)2=8,
即(1+2k2)x2+4kmx+2m2-8 =0,
则Δ=16k2m2-4(1+2k2)(2m2-8) =8(8k2-m2+4)>0,
即8k2-m2+4>0
y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2=
∵l与圆相切
∴
∴3m2=8k2+8
∴=
∴OA⊥OB。
②由①可知(x1-x2)2=(x1+x2)2-4x1x2=
=
当k≠0时,|AB|=
因为
所以
所以
所以
当且仅当时取“=”,
当k=0时,
当AB的斜率不存在时,两个交点为或
所以此时
综上,|AB|的取值范围为
即。
已知A、B是圆x2+y2=4上满足条件的两个点,其中O是坐标原点,分别过A、B作x轴的垂线段,交椭圆x2+4y2=4于A1、B1点,动点P满足
,
(Ⅰ)求动点P的轨迹方程;
(Ⅱ)设S1和S2分别表示△PAB和△B1A1A的面积,当点P在x轴的上方,点A在x轴的下方时,求S1+S2的最大值。
正确答案
解:(Ⅰ)设,
则, ①
, ②
从而,
由于,所以
,进而有
,③
根据,可得
,
即,
由④2+4×⑤2,并结合①②③得
,
所以动点P的轨迹方程为;
(Ⅱ)根据(Ⅰ),
所以直线AB的方程为,
即,
从而点到直线AB的距离为
,
又因为,
所以,
而,
所以,
由①+②-2×③得,
从而有,
当且仅当时取等号,
所以,
即的最大值为2。
椭圆的一个焦点F与抛物线y2=4x的焦点重合,且截抛物线的准线所得弦长为
,倾斜角为45°的直线l过点F.
(Ⅰ)求该椭圆的方程;
(Ⅱ)设椭圆的另一个焦点为F1,问抛物线y2=4x上是否存在一点M,使得M与F1关于直线l对称,若存在,求出点M的坐标,若不存在,说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),准线方程为x=﹣1,
∵a2﹣b2=1 ①
又椭圆截抛物线的准线x=﹣1所得弦长为,
∴得上交点为,
∴ ②
由①代入②得2b4﹣b2﹣1=0,
解得b2=1或(舍去),
从而a2=b2+1=2
∴该椭圆的方程为
(Ⅱ)∵倾斜角为45°的直线l过点F,
∴直线l的方程为y=x﹣1,
由(Ⅰ)知椭圆的另一个焦点为F1(﹣1,0),设M(x0,y0)与F1关于直线l对称,
则得
解得,
即M(1,﹣2)
又M(1,﹣2)满足y2=4x,
故点M在抛物线上.
所以抛物线y2=4x上存在一点M(1,﹣2),使得M与F1关于直线l对称.
已知椭圆C:(a>b>0)的离心率为
,其左、右焦点分别为F1,F2,点P是坐标平面内一点,且|OP|=
,
(O为坐标原点)。
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点S(0,-)且斜率为k的动直线l交椭圆于A、B两点,在y轴上是否存在定点M,使以AB为直径的圆恒过这个点?若存在,求出M的坐标;若不存在,说明理由。
正确答案
解:(1)设
则由得
由得
即
所以
又因为
所以
因此所求椭圆的方程为:;
(2)动直线l的方程为:
由得
设
则
假设在y上存在定点M(0,m),满足题设,则
由假设得对于任意的,
恒成立
即
解得m=1。
因此,在y轴上存在定点M,使得以AB为直径的圆恒过这个点,点M的坐标为(0,1)。
已知椭圆C的中心在坐标原点,焦点在x轴上,椭圆C上的点到焦点距离的最大值为3,最小值为1.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)若直线l:y=kx+m与椭圆C相交于A,B两点(A,B不是左右顶点),且以AB为直径的圆过椭圆C的右顶点,求证:直线l过定点,并求出该定点的坐标。
正确答案
解:(Ⅰ)由题意设椭圆的标准方程为,
由已知得:a+c=3,a-c=1,
∴a=2,c=1,
∴b2=a2-c2=3,
∴椭圆的标准方程为。
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),
联立,得(3+4k2)x2+8mkx+4(m2-3)=0,
则,
又y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+mk(x1+x2)+m2,
因为以AB为直径的圆过椭圆的右顶点D(2,0),
∴,即
,
∴y1y2+x1x2-2(x1+x2)+4=0,
∴,
∴7m2+16mk+4k2=0,
解得:,且均满足3+4k2-m2>0,
当m1=-2k时,l的方程为y=k(x-2),直线过定点(2,0),与已知矛盾;
当时,l的方程为
,直线过定点
。
所以,直线l过定点,定点坐标为。
以F1(0 ,-1),F2(0 ,1)为焦点的椭圆C过点P(,1)。
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过点S(,0)的动直线l交椭圆C于A、B两点,试问:在坐标平面上是否存在一个定点T,使得无论l如何转动,以AB为直径的圆恒过点T?若存在,求出点T的坐标;若不存在,请说明理由。
正确答案
解:(Ⅰ)设椭圆方程为(a>b>0),
由已知c =1,又2a=,
则a=,b2=a2-c2=1,
椭圆C的方程是+x2=1;
(Ⅱ)若直线l与x轴重合,则以AB为直径的圆是x2+y2=1,
若直线l垂直于x轴,则以AB为直径的圆是,
由解得
即两圆相切于点(1,0),
因此所求的点T如果存在,只能是(1,0),
事实上,点T(1,0)就是所求的点,证明如下:
当直线l垂直于x轴时,以AB为直径的圆过点T(1,0),
若直线l不垂直于x轴,可设直线l:y=k(x+),
由
即,
记点A(x1,y1),B(x2,y2),
则
又因为=(x1,1,y1),
=(x2,1,y2),
=(x1-1)(x2-1)+y1y2=(x1-1)(x2-1)+k2(x1+
)(x2+
)
=(k2+1)x1x2+(k2-1)(x1+x2)+
k2+1
=(k2+1)+(
k2-1)
+
+1=0,
则TA⊥TB,故以AB为直径的圆恒过点T(1,0),所以在坐标平面上存在一个定点T(1,0)满足条件。
如图,过圆x2+y2=4与x轴的两个交点A,B,作圆的切线AC,BD,再过圆上任意一点H作圆的切线,交AC,BD于C,D两点,设AD,BC的交点为R,
(Ⅰ)求动点R的轨迹E的方程;
(Ⅱ)过曲线E的右焦点作直线l交曲线E于M,N两点,交y轴于P点,且记,求证:λ1+λ2为定值。
正确答案
解:(Ⅰ)设点H的坐标为,则
,
由题意,可知,且以H为切点的圆的切线的斜率为
,
故切线方程为,
展开得,
即以H为切点的圆的切线方程为,
∵,将x=±2代入上述方程可得点C,D的坐标分别为
,
则, ①
及,②
将两式相乘并化简可得动点R的轨迹E的方程为,即
。
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,轨迹E为焦点在x轴上的椭圆且其右焦点为,
(ⅰ)当直线l斜率为0时,M,N,P三点在x轴上,不妨设,且
,
此时有,
,
所以,。
(ⅱ)当斜率不为0时,设直线MN的方程为,
则点P的坐标为,
且设点,
联立,消去x,得
,
则,
(定值)。
已知椭圆b2x2+a2y2=a2b2(a>b>0)与圆x2+y2=4c2只有两个公共点,其中c是该椭圆的半焦距,椭圆上的点到直线x﹣y﹣c=0距离的最大值为.
(1)求椭圆的离心率;
(2)若a>2c时,求椭圆的方程.
正确答案
解:(1)椭圆b2x2+a2y2=a2b2(a>b>0)与圆x2+y2=4c2只有两个公共点,
故圆x2+y2=4c2必过椭圆长轴端点或短轴端点,2c=a或2c=b
当2c=a时,可得;
当2c=b时,可得.
(2)∵a>2c,
∴b=2c,
∴,
∴椭圆b2x2+a2y2=a2b2为x2+y2=a2.
设直线x﹣y+m=0与x2+y2=a2联立,消去y可得9x2+10mx+5m2﹣4a2=0
令△=0可得m=,
根据题意,取m=
由题意,直线x﹣y+=0与直线x﹣y﹣c=0距离为
.
∴
∵a=c
∴a2=5c2∵
∴c=1,a=,b=2
∴椭圆的方程为
已知椭圆C :的离心率为
,以原点为圆心,椭圆短半轴长为半径的圆与直线x-y+2=0相切,A,B分别是椭圆的左右两个顶点,P为椭圆C上的动点,
(Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)若P与A,B均不重合,设直线PA与PB的斜率分别为k1,k2,证明:k1·k2为定值;
(Ⅲ)M为过P且垂直于x轴的直线上的点,若,求点M的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线。
正确答案
解:(Ⅰ)由题意可得圆的方程为,
∵直线与圆相切,
∴,即
,
又,即
,
,
解得,
,
所以椭圆方程为。
(Ⅱ)设,
,
,
则,即
,
则,
,
即,
∴为定值
。
(Ⅲ)设,其中
,
由已知及点P在椭圆C上可得
,
整理得,其中
,
①当时,化简得
,
所以点M的轨迹方程为,轨迹是两条平行于x轴的线段;
②当时,方程变形为
,其中
,
当时,点M的轨迹为中心在原点、实轴在y轴上的双曲线满足
的部分;
当时,点M的轨迹为中心在原点、长轴在x轴上的椭圆满足
的部分;当
时,点M的轨迹为中心在原点、长轴在x轴上的椭圆。
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